[发明专利]一种大面积柔性传感器阵列的制备方法

说明书

本发明公开了一种大面积柔性传感器阵列的制备方法，包括以下步骤：步骤S1：制备压敏复合材料；步骤S2：根据应用需求在柔性基板上制备电极阵列；步骤S3：将未固化的压敏复合材料，直接以丝网印刷的方式印刷于第一电极阵列/第二电极阵列表面，固化后形成压敏层点阵；步骤S4：将各个点电极引出并形成电极接口，以用于与外部电路相连接；步骤S5：对上述结构进行一体封装，以形成大面积柔性传感器阵列。与现有技术相比较，本发明在改进复合材料配方的基础上，利用印刷工艺实现大面积传感器阵列的制作，以印刷工艺所制得的压敏阵列与电极阵列有更好的连通性，更好的附着力，体积更小，制备效率更高，避免了传统工艺重复安装的过程。

技术领域

本发明涉及柔性传感器技术领域，尤其涉及一种大面积柔性传感器阵列的制备方法。

背景技术

随着技术和现代化水平的提升，人们对压力的监测要求越来越高，不在局限于对规整刚性表面的压力监测，形式也多种多样，普通的刚性传感器已无法达到人们的实际需求。例如人们希望通过可穿戴，可贴敷甚至可植入等方式，实现对诸如心跳，脉搏，血压，呼吸等生理指标的实时监测，这些产品除了要兼顾准确性和安全性，也要考虑到人体佩戴的舒适性，能够承受人体各种日常动作，甚至大负荷运动而不影响传感器的性能指标。柔性压力传感器由于其随意弯曲甚至折叠，体积小，厚度薄，柔性材料基本无毒无害，与人体具有良好的相容性，在医疗设备，智能机器人，可穿戴设备等领域得到了大量的研究与应用，近年来，柔性压力传感器已不再局限于对单一或少量点的压力监测，当前柔性压力传感器技术正朝着大面积，高密度，低成本等方向发展。

虽然柔性压力传感器技术近年来得到了长足的发展，但是大面积柔性阵列传感器的研究较少。在大面积集成应用中，现有技术基于涂覆工艺的传感器，一般先制备出压敏层，再根据应用需求裁剪安装，材料利用率低，厚度过大，成本过高。其次效率过低，大面积集成，仅仅是单个传感器的重复安装制作，不适合大面积高密度柔性阵列传感器的制作。

故，针对现有技术的缺陷，实有必要提出一种技术方案以解决现有技术存在的技术问题。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种大面积柔性传感器阵列的制备方法，从而降低柔性压力传感器阵列的体积，提高大面积集成制作的效率，提高材料利用率。

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明的技术方案如下：

一种大面积柔性传感器阵列的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：制备压敏复合材料；

步骤S2：根据应用需求在柔性基板上制备电极阵列，分别形成第一电极阵列和第二电极阵列，其中，所述第一电极阵列任一点电极均与第二电极阵列一点电极一一对应作为电极组；

步骤S3：将未固化的压敏复合材料，直接以丝网印刷的方式印刷于第一电极阵列/第二电极阵列表面，固化后形成压敏层点阵，其中，所述压敏层点阵中每个点单元与各个电极组一一对应，每个点单元中压敏复合材料完全覆盖点电极，并与相应的电极组之间形成“三明治”结构或“叉指”结构；

步骤S4：将各个点电极引出并形成电极接口，以用于与外部电路相连接；

步骤S5：对上述结构进行一体封装，以形成大面积柔性传感器阵列。

作为优选的技术方案，所述步骤S1进一步包括以下步骤：

步骤S11：选取配料；具体包括炭黑、硅橡胶、硅烷偶联剂、纳米SIO₂和石脑油，其中，炭黑的占比为硅橡胶质量的2％-10％，硅烷偶联剂的占比为配料总质量的2％-5％，纳米SIO₂的占比为配料总质量的2％-10％，其余为石脑油；